基因組學在中藥研究中的應用進展

摘要：基因組學在中藥研究中的應用越來越廣泛，本文簡要介紹幾種常用的基因組技術在中藥藥理、中藥鑒定及中藥作用機制等方面的應用和影響。

關鍵詞：藥物基因組學；中藥；基因組技術

中圖分類號：[R932] 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）44-0160-02

中藥是中華民族的瑰寶，隨著生物科技的發展，我們也越來越關注運用現代科學技術對中藥進行全面研究。基因組學是20世紀末發展起來的一門科學，隨著人類基因組計劃的完成及后基因組時代的到來，藥物基因組（Pharmacogenomics），即研究遺傳變異與藥物反應相互關系的一門學科，是以提高藥物的療效和安全為目標，已成為新的研究重點。藥物基因組學的發展為中藥現代化提供了良好契機。

一、基因組學概述

1.基因組學定義?；蚪M學（Genomics）是研究基因組的科學，它以分子生物學、電子計算機和信息網絡技術為研究手段，以生物體內全部基因為研究對象，在全基因組背景下和整體水平上探索生命活動內在規律及內在環境對機體影響機制的科學。它從全基因組的整體水平，而不是單個水平，來研究生命這一具有自組織和自裝配特性的復雜系統，認識生命活動的規律，從而將更加接近生命的本質和面貌。

2.基因組研究內容?；蚪M學作為一門新興學科，根據其研究對象，研究的重點及研究的目的不同，又分成多分支學科。根據研究的重點不同，基因組學可以分為結構基因組學和功能基因組學，結構基因組學以全基因組測序為目標，而功能基因組學以基因功能鑒定為目標。根據研究的對象不同還可將基因組學分為疾病基因組學、比較基因組學、藥物基因組學和環境基因組學等?；蚪M研究可以理解為：①基因表達概況研究，即比較不同組織和不同發育階段、正常狀態與疾病狀態，以及體外培養的細胞中基因表達模式的差異，技術包括傳統的RTPCR，RNase保護試驗，RNA印跡雜交等。②基因產物-蛋白質功能研究，包括單個基因的蛋白質體外表達方法，以及蛋白質組研究。③蛋白質與蛋白質相互作用的研究，利用酵母雙雜交系統，單雜交系統（one-hybrid system），三雜交系統（thrdee-hybrid system）以及反向雜交系統（reverse hybrid system）等。

二、中藥研究中常用的基因組技術

1.基因芯片技術?；蛐酒址QDNA芯片（DNA chip）、DNA微陣列，是基于核酸、探針互補雜交技術原理，將大量的寡核酸片段按預先設定的排列順序固化在載體表面如硅片或玻片上，并以此為探針，在一定的條件下與樣品中的待測的靶基因片段或DNA序列雜交，通過檢測雜交信號的強度及分布來實現對靶序列信息的快速檢測和分析。目前已成為基因表達分析的最常用工具?；蛐酒夹g具有高通量、并行、高內涵的特點，這就為探索中藥作用機理開辟了新領域?，F代藥理學分子水平研究表明藥物作用都有其靶點，基因芯片可以確定靶組織的基因表達模式，從而將中藥作用的靶基因全部顯示出來。如陳明偉利用基因芯片技術檢測中藥單體人參皂苷20（R）Rg3對腫瘤血管生長調控因子（VEGF）蛋白表達的抑制作用。基因芯片技術還有助于確定中藥有效部位，通過基因芯片技術迅速篩選起作用的中藥有效成分。此外，基因芯片技術在中藥材鑒定，道地藥材篩選，中藥新藥研發等方面都有重要的應用。

2.DNA分子標記技術。①RAPD技術。RAPD即隨機擴增多態性DNA，在1990年由Welsh與Williams等人發展起來，是建立在PCR（Polymerase Chain Reaction）基礎之上的一種可對整個未知序列的基因組進行多態性分析的分子技術。其以基因組DNA為模板，以單個人工合成的隨機多態核苷酸序列（通常為10個堿基對）為引物，在熱穩定的DNA聚合酶作用下，進行PCR擴增。RAPD技術能快捷地辨別出不同遺傳物質之間最微小的DNA偏差，而且耗材較少，不必提前獲知其基因堿基順序，通過對遺傳資源的分析，從遺傳多樣性中得到詳盡的遺傳信息?，F在，RAPD技術已成功鑒定細辛、蒲公英、龍膽草、人參及西洋參等藥材。②RELP技術。RELP技術即限制性長度多態性分析技術，就是將DNA片段用限制性內切酶消化后，進行限制性片段長度多態性分析。RELP技術可以確定基因種屬的特異性和藥材的鑒定。陳美蘭采用PCR-RFLP方法從分子水平鑒定人參中有效成分人參皂苷的含量，克服了因人參分布易受生長環境、儲存條件和加工等諸因素影響，采用傳統的形態學和組織學方法難以鑒別的缺點。

3.PCR技術。PCR技術即聚合酶鏈式反應技術，是體外擴增DNA序列的技術，廣泛應用于目的基因的制備等幾乎所有的分子生物學領域。DNA的保存需要嚴格的條件，在正常的中藥材加工和儲存過程中是很難做到的。王嚴明等通過PCR技術從保存了9年的藥材龜板中提取DNA，成功進行了DNA指紋鑒定。

4.DNA測序技術。DNA測序技術，即測定DNA序列的技術。在分子生物學研究中，DNA的序列分析是進一步研究和改造目的基因的基礎。該技術包括單向測序（Single-Read Sequencing），雙向測序（Paied-End Sequencing）混合樣品測序（Indexed Sequencing）。DNA測序技術在中藥品質研究中有重要的應用，劉玉萍等采用PCR直接測序技術測定半夏及其偽品的18SrRNA基因核苷酸序列并作序列變異和選擇性內切酶譜（PCR-SR）分析，為半夏正品鑒別提供分子依據。此外，該技術還可以用于中藥的品質鑒定，仇萍等通過DNA指紋圖譜從分子水平對中藥材種質進行準確分析，從而為鑒定藥材的真偽優劣提供依據。

三、展望

基因組學研究已把揭示生命本質提高到了一個全新水平，同樣它在中藥各個領域的滲透也使中藥發展有了更廣闊的前景，將推動中藥在種材培育、藥材鑒定、機理闡述和新藥研發的進步，促進中藥走出中國，走向世界。

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